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Problème de la remontée des eaux salées par les écluses maritimes. Exemple de l'écluse de Mardyck, à Dunkerque

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(1)

Problème de la remontée des eaux salées par les écluses maritimes

Exemple de l'écluse de Mardyck, à Dunkerque

The problem of seawater back-flow through harbour locks Example of the Mardyck lock at Dunkirk

P. Monadier

Directeur Technique du Port Autonome de Dunkerque

Introduction

L'écluse de Mardyck est en service depuis la fin de 1967, soit depuis environ 13 ans.

N'ayant participé ni à l'étude de l'ouvrage, ni à sa réalisation, ni à sa mise en service, il m'est impossi.

ble de vous faire part d'une expérience personnelle sur sa conception.

Je ne puis que me borner à reprendre les indica·

tions des rapports et articles déjà publiés sur cette instal·

lation. Le présent exposé n'a donc aucun caractère ori- ginal et fait notamment de très larges emprunts, tout particulièrement pour le paragraphe 6, au texte de la Conférence présentée en 1972 devant le Comité Technique de la S.H.F. par M.M. G. Giauffret, alors Directeur de l'Exploitation du Port Autonome de Dunkerque et B. Quetin, Ingénieur à Sogreah (l).

J'examinerai successivement:

- les données du problème posé;

- les solutions envisagées;

- la description de l'écluse de Mardyck;

- les essais sur modèle réduit.

- les constatations et mises au point effectuéesàl'entrée en se rvice de l'éclu se.

Les donnéesdu problème posé

La région de Dunkerque est une région de polders couvrant une superficie d'environ 40 000 ha, dont la plus grande partie se trouve à un niveau inférieur à celui de la mer. Cette région est quadrillée par un réseau hydraulique extrêmement dense, les "water- gangs", qui ont pour objet de maintenir ces terres en état de culture et sont étroitement liés au réseau (1) voir la Houille blanche, n° 2-3, 1972.

de navigation intérieure qui, selon les endroits et les saisons, fournit l'eau nécessaire à l'irrigation ou collecte les eaux de drainage. Les industries utilisent égale- ment l'eau douce des canaux.

Il est donc indispensable d'éviter la pollution de ces derniers par l'eau de mer qui pourrait provenir des bassins du port de Dunkerque lors du sassement des bâteaux aux écluses de raccordement de ces bassins et du réseau de navigation in té rie ure .

Au débouché du canal de Bourbourg, qui est à petit gabarit, dans les bassins à flot du port Est de Dunker- que, le problème a été résolu par la création d'un bief intermédiaire, qui:

- se raccorde au canal en eau douce par une écluse ordinaire, l'écluse du Jeu de Mail ;

- se raccorde aux bassins en eau salée du port par des écluses ordinaires et parallèles, les écluses des darses 1 et II ;

- est établi à un niveau plus bas à la fois que les bassins du port et que le canal ;

- collecte l'eau salée provenant des sassements à partir ou à destination du port et l'eau douce prove- nant des sassements à partir ou à destination du canal ; - communique avec la mer à marée basse par un ou- vrage éclusé pour évacuer l'eau saumâtre qu'il a recueil- lie.

Ce dispositif n'est pas satisfaisant:

- la pénétration du sel dans le canal n'est pas complè- tement évitée, car les sassements à l'écluse de raccorde- ment au canal font pénétrer dans celui-ci une certaine quantité d'eau salée;

- il est très coûteux de réalisation, car il implique la construction de deux écluses de hauteur de chute supérieure à la différence de niveau à racheter et d'ou- vrages de raccordement du bief intermédiaire à la mer (canal exutoire muni d'un ouvrage éclusé) ;

Article published by SHF and available at http://www.shf-lhb.org or http://dx.doi.org/10.1051/lhb/1981013

(2)

LA HOUILLE BLANCHE/W 2/3-1981 il consomme beaucoup d'eau puisque toute l'eau

douce servant à l'éclusage du côté du canal est perdue.

Les inconvénients de ce dispositif ont conduit à rechercher, lors de la réalisation du raccordement du canal à grand gabarit Dunkerque-Valenciennes aux bassins maritimes du port Est, une solution plus satis- faisante sur les plans de la pollution et de la consom- mation de l'eau douce et plus économique sur le plan de l'investissement, d'autant que les plans d'extension du port ne permettaient pas, en tout état de cause, d'envisager la réalisation d'un exutoire vers la mer.

Les solutions envisagées

La solution du bief intermédiaire ayant été a pnon éliminée pour les raisons indiquées ci-dessus, trois solutions ne comportant qu'une seule écluse ont été examinées dans l'étude préliminaire avant d'effectuer un choix défInitif ayant fait l'objet d'un examen appro- fondi.

Elles comportaient toutes deux points communs : pompage de l'eau de mer pour effectuer la vidange et présence d'un bassin anti-salure du côté du canal.

- la vidange par gravité conduirait à l'envoi dans le canalà chaque éclusée d'une tranche d'eau salée corres- pondant à la dénivellation, soit environ 55 T de sel par cycle et par mètre de dénivellation. Il est donc apparu nécessaire d'au moins repomper cette tranche d'eau salée pour effectuer la vidange;

- l'introduction de sel dans le canal apparaît inévitable quelle que soit la solution. On peut créer une barrière contre la propagation par gravité de ces eaux salées en disposant à la sortie de l'écluse une fosse profonde qui accumule ces eaux et permet ensuite de les éliminer par pompage.

Les trois solutions mises à l'étude furent les suivantes a) Protection par rideau d'air

Le remplissage de l'écluse se fait par gravité à partir du côté port et la vidange s'effectue par pompage. Pour réduire les échanges par courants de densité on place, à chaque extrémité de l'écluse, un rideau transversal de bulles d'air créé en injectant de l'air comprimé dans une rampe transversale placée au fond du canal.

b) Aspiration de la langue salée et compensation des volumes déplacés par les bateaux

Il a été envisagé :

d'arrêter le coin salé en le pompant à la sortie de l'écluse et en le réalimentant à l'autre extrémité de ma- nièreàcréer un écoulement stationnaire ;

- de compenser par pompage le transfert des volumes déplacés par les bateaux, l'eau de pompage étant prise du côté adéquat.

C'est surtout du côté terre que l'opération de bloca- ge du coin salé et de compensation des volumes est inté- ressante, car elle permet de conserver l'eau salée dans le sas.

c) Changement total de l'eau

La nécessité de prévoir des pompes importantes dans la solution précédente a conduit à examiner une autre solution, consistant à changer complètement la qualité de l'eau à chaque éclusée. Les opérations de vidange et de remplissage sont conduites de manière à obtenir un sas plein d'eau douce quand on l'ouvre du côté du canal et plein d'eau de mer quand on l'ouvre du côté du bassin. On s'affranchit ainsi des sujétions dues aux mouvements des bateaux. L'eau douce est bien entendu récupérée àchaque fois.

Il est rapidement apparu que la solution (a) n'était pas satisfaisante, car elle entraînait des pertes impor- tantes d'eau douce et exigeait le repompage d'une gran- de quantité d'eau salée dans un vaste bassin anti-salure.

Dans la mesure où les solutions (b) et (c) n'étaient pas significativement différentes du point de vue du coût des ouvrages et où la solution (c) apparaissait nettement préférable, d'une part sur le plan du rende- ment en perte d'eau douce et de l'introduction de sel dans le canal, d'autre part sur le plan de la simpli- cité de l'exploitation, elle seule a été retenue pour une étude approfondie sur modèle réduit.

Description de l'écluse de Mardyck (Fig. 1) L'écluse de Mardyck a été spécialement aménagée, après des études approfondies effectuées par Sogreah à Grenoble et brièvement décrites au paragraphe 5 ci- dessous, pour remplir à la fois la fonction de sassement et la fonction de séparation de l'eau salée de l'eau douce selon la solution (c) indiquée au paragraphe précédent.

Comme toutes les écluses de la liaison Dunkerque- Valenciennes, cet ouvrage se compose d'un sas de 144,60 m x 12 m, divisible en un moyen sas et un petit sas par une porte intermédiaire.

Ses bajoyers, son radier et ses têtes sont en béton armé.

Les portes extrêmes sont des portes levantes car, si le niveau du port est en général plus haut que celui du canal,. il peut se produire dans certains cas une inversion de niveau. La porte intermédiaire est toute- fois une porte busquée moins onéreuse et moins gê- nante du point de vue de la visibilité. L'usage de cette porte est donc interdit dans les rares cas où l'inversion de niveau signalée ci-dessus se produit.

L'originalité de l'ouvrage réside dans le fait que son sas peut recevoir et restituer à la fois de l'eau douce ou de l'eau salée par l'intermédiaire de deux systèmes d'aqueducs séparés :

- l'un, affecté à l'eau douce, gravitaire et débouchant dans le sas par des conduits latéraux ;

- l'autre, affecté à l'eau salée, gravitaire ou commandé par des pompes et débouchant dans le sas par des perfo- rations pratiquées dans le radier.

Ces aqueducs permettent d'échanger complètement l'eau dans le sas, en présence ou non d'un bâteau, par substitution directe, en profitant du fait que, l'eau salée étant plus lourde, on peut conserver entre cette dernière et l'eau douce une interface relativement nette.

(3)

400 130 70

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,'

L'opération classique de miseàniveau dans l'écluse s'effectue toujours avec de l'eau salée. L'échange de l'eau salée par l'eau douce ou l'échange de l'eau douce par l'eau salée s'effectue toujours à niveau bas dans le sas.

Les pertes d'eau douce ont plusieurs causes:

a) Au niveau des siphons latéraux, l'aspiration de l'in- terface est de l'ordre de 0,25 à 0,30 m avec les condi- tions de débit adoptées. 11 en résulte l'impossibilité pratique de récupérer toute l'eau douce du sas et la couche résiduelle s'étalera sur l'eau de mer lors de l'ouverture de la porte, sous l'effet de la différence des densités.

On peut réduire l'épaisseur de cette couche d'eau douce à condition de laisser pénétrer du sel dans les nqueducs latéraux. Le modèle réduit a nlls en évi- dence un bilan global en sel meilleur malgré les dif- fusions induites dans les aqueducs.

Au niveau du radier, l'eau salée pénètre dans le sous forme de jets verticaux dont l'effet a été étudié sur un modèle réduit particulier. Bien que les vitesses de ces jets soient faibles, de l'ordre de 0,15 mis,

il

se forme au début de l'injection et au-dessus de cha- orifice, de véritables champignons qui déferlent que leur hauteur atteint une dizaine de centimètres

(mentraînant une dispersion turbulente du sel dans l'eau douce.

Malgré l'échange d'eau, du sel est rejeté dans le canal parce qu'il sera resté au fond du sas une couche saumâtre en fin d'échange, soit par suite de fui- de vannes. Aussi une fosse anti-sel a-t-elle été prévue recueillir ces eaux saumâtres. Bien que profonde 4 m au-dessous du niveau du canal, le passage des bnteaux y induit probablement une certaine diffusion turbulence. Les eaux ainsi perdues sont reprises deux pompes auxiliaires de 150 lis chacune et l'ejetées dans l'eau de mer.

1200 550

Les essais sur modèle réduit

Description du modèle

Le modèle réduit sur lequel a été étudiée et mise au point la solution retenue représentait le canal, sur une longueur de 320 m, l'écluse et le bassin portuaire, sur une longueur de 290 m, ces longueurs étant apparues nécessaires pour:

- réaliser les manoeuvres de convois ;

- obtenir des niveaux d'eau sufftsamment constants de part et d'autre de l'écluse pendant les manoeuvres de convois ;

- étudier le déplacement éventuel de la langue salée au-delà du bassin anti-salure.

Pour toutes les dimensions du modèle (longueurs et hauteurs) a été choisie l'échelle 1/12,5, ce qui a conduit à un modèle d'écluse plus grand que ceux habituellement réalisés, mais permettant, par ses dimensions, de mieux reproduire le détail des turbu- lences locales et des mélanges d'eau douce et d'eau salée dûsà ces turbulences.

Le modèle était établi en similitude de Froude.

Le calcul avait mis en évidence que, dans le modè- le, la perte de charge totale dans les aqueducs serait bien reproduite, mais que la perte causée par frottement aux parois serait plus grande qu'en réalité, ce qui n'est pas très gênant dans la mesure où son rôle n'apparaît pas très important.

Le pompage de l'eau salée a été réalisé sur modèle par une pompeàhélice horizontale, qui pouvait pomper dans les deux sens, comme envisagé dans la nature et dont la vitesse de rotation était réglée par un groupe Wait-Leonard. L'utilisation d'une vanne montée en série avec la pompe fournissait une autre possibilité de réglage du débit pendant les opérations d'éclusage.

Pour étudier le comportement de l'écluse, ont été mis en place des dispositifs permettant de mesurer - le niveau de l'eau dans les biefs et dansle sas;

- le débit de pompage et le volume total pompé - la salinité pendant et après éclusage (colorimétrie, densimétrie, conductimétrie).

(4)

124 LA HOUILLE BLANCHE/W 2/3-1981 Essais effectués

Les essais effectués ont essentiellement concerné - le réglage de la répartition du débit par les orifices de fond;

- le réglage de la répartition des débits aspirés et re- foulés par les aqueducs d'eau douce;

- l'observation du comportement des différentes par- ties de l'ouvrage, sans convoi, avec convoi dans le sas, avec entrée et sortie d'un convoi, ce qui a conduit à préconiser deux modifications principales au projet initial de l'écluse :

41 augmenter la largeur de l'écluse à sa partie infé- rieure pour réduire l'effet de pistonnage lors de l'en- trée d'un convoi dans le sas et la vitesse d'écoulement entre le bajoyer de l'écluse et le convoi lors de la vi- dange ou du remplissage,

• prévoir la communication entre le sas et les aque- ducs d'eau douce de telle sorte que l'eau salée introduite dans ces aqueducs demeure au fond de ceux-ci et éven- tuellement puisse être évacuée en priorité sans provoquer trop de mélange,

41 observer l'efficacité d'ensemble des dispositifs, en évaluant le poids total de sel introduit dans le bassin anti-salure par cycle d'éclusage et les pertes d'eau douce qui en résultent.

Conclusion des essais

Les essais effectués ont conduit àquatre groupes de conclusions:

a) Modifications du projet

Différents ajustements ont été apportés à l'instal- lation et ses conditions d'exploitation afin de réduire les pertes d'eau douce par échappement des aqueducs, pompage direct, mélange dans le sas, mélange sous le radier dans les chambres, mélange dans les aqueducs d'eau douce, recyclage de l'eau mélangée du bassin anti-salure, mélange dans le bassin anti-salure.

b) Choix des caractéristiques principales des pompes Il a été préconisé des pompes réversibles à vitesse variable d'un débit total n'excédant pas 20 m3/s pour la hauteur manométrique totale de 3,70 m correspon- dant àune perte de charge de 1,50 m dans les aqueducs et à une chute de 2,20 m en phase de changement d'eauàla vidange.

c) Spécialisations et spécifications pour les vannes Les essais ont conduitàdéftnir avec précision les caractéristiques principales des différentes vannes, leurs différents rôles et leurs conditions de manoeuvre.

d) Disposition pour les manœuvres automatiques En raison de sa complexité, le fonctionnement de l'écluse ne pouvait être qu'automatique. La fm de la phase d'échange présentait une certaine difficulté de repérage parce que, d'une part l'interface de sépara- tion des deux couches d'eau offre une épaisseur non

négligeable, et d'autre part les détections de salinité par conductibilité électrique nécessitent de fréquents nettoyages et réé talonnages peu pratiques en exploi- tation. La solution retenue est basée sur le réglage de la combinaison volume/temps ou, ce qui revient au même, débit-temps. Elle entraîne en contre-par- tie un étallonnage précis des pertes de charge dans les circuits hydrauliques et la connaissance du volume déplacé par les bateaux en transit, volume qui inter- vient en déduction du volume d'échange à réaliser.

Trois paramètres gouvernent donc le système : - la différence de niveau port-canal ;

- la durée de la phase d'échange ; - le volume d'eau àéchanger.

Le premier paramètre est facile à détecter. Il est afftché directement sur le pupitre de commande de l'écluse .

La durée d'échange a été flXée lors des études ini- tiales à deux valeurs possibles, soit 10 mn en hiver et 12 mn en été, période d'étiage des eaux d'alimen- tation des canaux.

Le volume d'échange diffère entre hiver et été. Il est limité au strict volume d'eau contenu dans le sas, soit 8400 m3 en hiver. En été, pour obtenir l'économie maximale, on accroît ce volume à 10 600 m3, ce qui introduit dans les aqueducs, en accord avec les résutats du modèle réduit,une quantité théorique d'eau salée égaleà50%de leur volume.

Grâce à un programme de calcul sur ordinateur, des tables à l'usage de l'éclusier ont été établies, une table en usage pour l'été l'autre pour l'hiver. Elles donnent, en fonction du volume des bateaux et de la dénivel- lation, le degré d'ouverture des vannes (échange de l'eau douce par l'eau salée) ou la vitesse des pompes (échange de l'eau salée par l'eau douce). Les pompes sont entrai:- nées par l'intermédiaire d'un coupleur hydraulique.

Constatations et mises au point effectuées a l'entrée en service de l'écluse

Etalonnage des circuits hydrauliques

Les premiers essais réalisés sur l'écluse furent l'étalon- nage des circuits hydrauliques. Effectués avant l'achè- vement des travaux de raccordement avec les bassins du port, on disposait en amont de l'écluse, d'une por- tion de canal fonctionnant en réservoir et remplie d'eau douce. Il était facile de faire varier le niveau amont, d'établir un régime permanent et de mesurer les débits avec une batterie de moulinets placée dans l'extrémité du sas côté aval. Des lissages par moindres carrés permi- rent de donner des expressions analytiques des lois de pertes de charge. En appelant Qle débit, en m3/s, N l'ouverture des vannes, avec 0

<

N

<

1, et H la déni-

vellation mer-sas ou sas-canal selon le cas, en mètres, les résultats suivants ont été obtenus:

a) Circuits gravitaires d'eau salée Q=aHb

avec a= 23 92NO,52

b

= 0,:57

N-O,23

(5)

Essais avec navigation

0,70 NGF ou 4,05 marine 1,88 NGF ou 5,23 marine 28,28 gfkg 2,16 gfkg 21,75 gfkg 13,04 gfkg 14,2m3fs - cote de l'eau dans le port

- concentration en sel de l'eau de mer - concentration en sel de l'eau douce - concentration moyenne dans le sas

àniveau haut

- concentration moyenne dans les aqueducs

- débit moyen d'échange

Les valeurs moyennes obtenues sur une trentaine d'essais sont les suivantes:

- cote de l'eau dans le canal

la profondeur sur le tiers environ de la hauteur d'eau, puis devient constante et égale à la concentration de l'eau de mer. Il n'y a donc pas d'interface au sens géomé- trique du terme, mais seulement une zone de transition.

A l'ouverture des portes de l'écluse :

-l'eau superficielle mais dense s'étale vers le port ; - la concentration dans le sas s'accroît lentement ; - la salinité croît linéairement avec la profondeur dans les aqueducs latéraux.

Alors que l'on pouvait escompter un fort brassage de l'eau du sas et une destruction de la stratification, les essais ont révélé le contraire. Quand un bateau pénètre dans le sas en provenance du port, l'eau dépla- cée s'écoule sous le bateau, si bien que l'eau salée est rejetée et que l'interface s'abaisse. Ce phénomène est évidemment dû à la lenteur des manoeuvres du ba- teau et au fait que les hélices situées àl'arrière n'inter- viennent pratiquement pas dans le sas. Ainsi sur douze essais, tous effectués avec des convois de 3000 t de charge utile et déplaçant 4000 m3,l'eau chassée du sas représente 1500 m3 d'eau douce et 2500 m3 d'eau salée et l'interface théorique moyen s'est abaissé de 1,21 mà1,61 m sous la surface.

Lors de la sortie d'un convoi du sas vers le canal Dunkerque-Valenciennes, on est au contraire surpris A niveau haut, après remplissage en eau salée, ces valeurs donnent les volumes équivalents ci-dessous : - volume moyen d'eau douce 2490 m3 - volume moyen d'eau salée 7430 m3 . soit un rendement de l'échange d'eau de l'ordre de 75%.

Dans les aqueducs latéraux, la concentration relevée correspond à un mélange de 1660 m3 d'eau douce avec 2440 m3 d'eau salée.

L'expérience montre que l'on a bien laissé pénétrer dans les aqueducs la quantité de sel théoriquement prévue mais qu'il ne s'y établit pas de stratification véritable, si bien qu'une partie du sel est même reje- tée côté canal.

Dans une écluse comme celle de Mardyck, en l'absence de bateau, les volumes d'eau extraits du sas par pompage sont strictement égaux aux volumes qui y sont introduits. La masse d'eau qui sert d'interface entre l'eau douce et l'eau salée est donc déplacée alter- nativement dans les deux sens et l'on conçoit ainsi que l'interface soit plus diffus que dans un milieu au repos.

Q

=

9,13HO,73

c) Grcuits d'eau douce (deux aqueducs) - sens écluse-canal

H= 2,8810-5 Q2,68

-sens canal-écluse

H=0,271 10-3Q2

Les profils de salinité relevés dans le sas sont très similaires àcelui observé sur le modèle réduit et la figure 2.a donne leur allure générale.

A niveau bas, après échange de l'eau salée par l'eau douce, le profJ.1 relevé est tantôt strictement vertical, ce qui indique un sas parfaitement rempli d'eau douce, tantôt légèrement incurvé au niveau du radier. A niveau haut lors de l'échange inverse, la concentration en sel proche de celle de l'eau douce croît linéairement avec Essais hors navigation

Deux campagnes de mesures de salinité ont été effectuées à Mardyck, la première avant l'ouverture de l'écluse au trafic, la seconde lorsque celui-ci est de- venu suffisant, notamment en ce qui concerne les convois poussés de 3 000t.

Ces mesures ont été faites avec les détecteurs de salinité basés sur la conductibilité de l'eau. Toutefois, la nécessité de ne pas éloigner la sonde des appareils de mesure entraînait l'emploi d'un circuit de puisage de l'eau et d'amenée au capteur, circuit constitué d'une petite pompe électrique et de tuyaux plastiques.

L'appareillage était d'une excellente sensibilité, mais le principe de mesures introduisait une certaine impré- cision, car, d'une part on n)obtenait pas une mesure ponctuelle mais une moyenne autour du point de prélè- vement de l'eau, d'autre part les valeurs fournies par les appareils tenaient compte de tous les sels dissous et non du seul chlorure de sodium.

Le but des essais était essentiellement de confmner les consommations en eau douce de l'écluse, de préci- ser les phénomènes d'échange dans les aqueducs latéraux et l'action des manoeuvres des bateaux entrant dans le sas ou en sortant, car le modèle réduit avait montré un effet de piston important et des contre-courants dans les aqueducs latéraux et les circuits situés sous le radier.

Un grand nombre de paramètres interviennent dans le fonctionnement de l'écluse et il est difficile, avec un nombre limité de mesures, d'isoler le rôle de cha- cun et de trouver les lois de variation. De plus, les phé- nomènes de densité mettent en jeu des forces et des frottements très faibles, et l'on se heurte toujours à une certaine dispersion aléatoire des résultats. Aussi, après quelques recherches, ont été utilisées des méthodes statistiques et dégagées les tendances grâce àdes calculs de corrélation.

Mesures de salinité

b) Grcuits de pompage d'eau salée (les pompes elles- mêmes ayant été contrôlées sur barre par le construc- teur)

(6)

126 LA HOUILLE BLANCHE/W 2/3-1981

0) Concentration en sel sans navigation - So/t concenrro/lon WI/hout S/)Ip

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b) Concentration en sel avec novlgc:i"n - So/t concentration will; s/;ip

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Figure 2

(7)

de voir la salinité au fond du sas s'accroître d'une quan- tité équivalente à un apport de 250 m'> d'eau de mer.

Comme il est hautement improbable qu'une telle quan- tité provienne des seuls circuits situés sous le radier dont le volume ne représente que 750 m3 d'eau,ilfaut bien admettre qu'une partie du sel est réaspirée dans la zone anti-sel.

Le calcul confIrme la vraisemblance de cette hypo- thèse. Les durées de manoeuvre des bateaux conduisent à un débit de remplissage du sas de l'ordre de 17 m3/s.

L'interface dans le bassin anti-sel est en moyenne à la côte - 4,70 NGF et la côte limite de l'aspiration d'une saumure à 10 g/kg peut atteindre - 6,00 NGF.

La surlargeur donnée au sas au-dessus des aqueducs latéraux avait pour objet de s'opposer aux contre-cou- rants induits dans les aqueducs par le déplacement des bateaux. L'absence de toute variation de salinité dans le sas pendant les manoeuvres démontre l'effI- cacité de cette solution.

Bilan général de consommation en eau douce

Pour confmner la valeur de la consommation en eau douce sur une longue période d'exploitation, les ser- vices du Port Autonome de Dunkerque ont assuré le pointage de toutes les manoeuvres et des relevés très fréquents de la salinité dans le bassin anti-sel pendant près de deux mois. L'exploitation de ces données sur ordinateur a confmné que la consommation moyenne par cycle complet de l'écluse s'établissait bienà2200 m3 perdus dans le sas et 1 800 m3 par rejet et diffusion dans le bassin anti-sel.

Essai d'interprétation théorique des résultats

Ces essais ont été exposés par M. Quetin dans la conférence qu'il a prononcée en 1972 devant le Comité Technique de la Société Hydrotechnique de France.

Je n'y reviendrai pas, me bornant à ses propositions de défmition d'un rendement global de l'écluse.

Ce rendement peut être estimé égal au rapport entre le volume d'eau douce consommé et le volume total d'eau échangé. Ce rendement est àMardyck d'environ 60%. Il n'est pas exempt de critique, compte tenu des diffusions et brassages dans le bassin anti-salure.

Une autre défmition est possible, consistant dans le rapport du volume d'eau douce perdu dans le sas au volume d'eau contenu dans le sas pendant . l'échange.

Le rendement estàMardyck d'environ 75%.

Conclusion

L'expérience de l'exploitation de l'ouvrage a permis de dégager plusieurs points.

- sur le plan de fonctionnement intrinsèque de l'ouvrage, la principale observation concerne le comportement du système à la fm de la substitution de l'eau salée à l'eau douce, juste avant le remplissage. L'observation de la salinité du bassin anti-salure montre une élévation rapide de cette dernière après 8 ou 9 mn d'échange.

On a d'ailleurs observé une certaine dérive dans l'appa- rition de ce seuil, liée sans doute à l'envasement des chambres de tranquillisation situées sous le sas.

En exploitation courante, on a ainsi été amené à faire fonctionner la pompe de 175 l/s pendant environ 20 h/jour, voire même en permanence, ce qui a prati- quement conduit à supprimer le fonctionnement en régime d'été, et même à n'échanger l'eau que pendant 8 mn 30 s. La perte d'eau douce au sassement est lar- gement compensée par la réduction du pompage anti- salure.

- Une autre mise au point a été effectuée lors de l'ex- ploitation. On rouvre les vannes d'eau douce au moment des mouvements des convois vers le canal et vice-versa.

Cette ouverture diminue la vitesse de l'eau au ras des orillces du fond et l'effort à fournir par les hélices pour mettre le bateau en mouvement. On réduit ainsi la diffusion de l'eau salée contenue dans les chambres de tranquilIisation du fond du sas. Il serait ainsi sans doute souhaitable d'élargir un peu le sas de la future écluse.

- On a enfm observé que, pendant les périodes, en principe assez rares, où le canal est au-dessous de son niveau normal, le débit des siphons au remplissage du sas est insuffIsant. Il se produit une dénivelée trop forte et l'eau douce est introduite dans le sas avec chute, d'où un mélange avec l'eau salée, du moins au début de l'échange. Il est alors nécessaire de réduire le débit de pompage pour l'adapter au débit de l'eau douce et de réduire la durée de l'échange.

En défmitive, après 13 ans d'exploitation, le fonction- nement de l'écluse de Mardyck apparaît pleinement satisfaisante, assurant une séparation convenable de l'eau douce et de l'eau de mer. La mesure régulière de la sali- nité le long du canal en amont de l'écluse permet d'ail- leurs de juger de l'effIcacité du dispositif.

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